起重机吊臂的几个计算问题

起重机吊臂通常制成变截面的形式,由于起升绳和变幅绳拉力的影响使轴向压力的方向在吊臂旁弯过程中发生变化,因而使吊臂计算比普通压弯构件复杂。本文对吊臂计算很关重要的弯矩和挠度放大系数,考虑压力方向变化和变截面影响的长度系数,计算吊臂挠度时用的变截面折算惯性矩以及伸缩臂的局部弯曲等     

基于零力矩点理论的汽车起重机稳定性研究

针对汽车起重机稳定性问题,提出了一种基于零力矩点(ZMP)理论的汽车起重机最大起重量计算方法和防倾覆检测方法。首先,建立了汽车起重机的力学模型,得到了其零力矩点坐标的求解公式;为了提高理论模型的准确性,运用拉格朗日方程建立了回转运动时起重机吊重摇摆的微分方程;其次,利用ZMP理论分析了汽车起重机的稳定性,得到了起重机的最大起重量,并通过实验验证了ZMP理论的可靠性;分析了吊重摆动、变幅运动和回转运动对最大起重量的影响;最后,提出了一种基于ZMP理论的汽车起重机防倾覆检测方法。研究结果表明：稳定性指数Smoment数值越接近1,起重机倾覆可能性越大,作业越危险;在相同的变幅角度,回转角度位于90°和270°时,即吊臂在正侧方作业时,危险性最大;而吊臂作业在支腿附近时,危险性最小。     

基于响应面法的钻杆吊卡结构优化设计

吊卡作为钻井提升系统的重要结构，强度与可靠性要求极高。为提高吊卡的强度与安全可靠性，对吊卡吊臂部位进行结构优化。利用有限元软件ANSYS workbench对吊卡的静态特性进行了研究分析；在此分析基础上，对吊臂结构优化设计参数进行了灵敏度分析与实验设计；并基于响应面法建立了优化的数学模型，再通过遗传算法得到最优设计方案。结果表明：当吊臂截面厚度b为94mm，吊臂截面半径R为87mm，吊臂截面偏离角度β为37°时，吊臂的最大应力值降低12.5%，并通过试验进行了验证。提高了吊卡的强度与安全储备，为吊卡结构改进设计提供了理论指导。     

动臂式起重机吊重变幅摆动系统动力学分析与仿真

为研究动臂式起重机变幅工况、吊重偏摆和振动特性,寻求抑制吊重摆动的方法,基于等效元素集成法,建立了变幅系统吊重摆动的动力学模型,并利用MATLAB和SIMULINK进行动力学方程求解和运动仿真。结果表明,变幅角度直接影响吊重偏摆角度,变幅运动影响吊重振动幅度,吊重摆动周期只与变幅系统结构有关,为研究吊重摆动的控制问题提供了理论依据。     

塔顶变形对双吊点吊臂体系内力计算的影响分析

以双吊点桁架水平式吊臂结构为例,分析了塔顶变形对吊臂体系内力计算的影响.首先对臂架使用的刚拉杆或钢丝拉索进行了分析处理,给出吊臂在荷载作用下内力计算的模型,然后分析了在塔顶客观变形的影响下,双吊点桁架水平式臂架内力的变化情况,同时得到吊臂体系内力的变化与塔顶变形量、吊臂长度、吊点位置、吊臂拉杆夹角、塔顶的刚度及工况等因素有关,最后提出了双吊点吊臂内力计算时塔顶变形影响的计算方法.     

阶梯轴弯曲变形的通解及其应用

一、前言计算机器轴的变形(挠度和转角),精确方法如重积分法、共轭梁法、迭加法等,对于机器轴的阶梯变化或载荷个数较多时,计算较繁,又不适于用计算机计算;差分法虽适用于计算机计算,却只能计算出指定断面变形的近似值。本文用阶跃函数表示阶梯轴的挠曲线微分方程,用拉氏变换求出了方程的通解。该通解适于机上作数值计算,程序简单,占用内存较少,不存在近似计算误差,用其精确计算多类型的多个载荷和多阶梯变截面轴任意截面的挠度和转角,及计算轴的最大挠度,更显得方便;用该通解的程度还可以精确计算等截面轴的变形,也可以对任     

起重机吊臂检测装置结构设计及分析

吊臂作为起重机吊升过程中的主要受力部件,受起升载荷弯矩作用,易产生裂纹等缺陷。针对起重机吊臂缺陷检测,设计一种可沿吊臂自动爬行,并对吊臂磁场进行全覆盖检测的装置。基于吊臂外形轮廓及变截面特点,对该检测装置进行三维建模,在吊臂仰角爬升时,对检测装置展开力学分析,计算得出不同吊臂仰角下压簧变形量及输出力变化。使用有限元仿真对检测装置在最大吊臂仰角下进行静力分析,校核结构强度,并通过研制实物样机验证设计的合理性。     

CDZ500钻杆吊卡结构优化设计

为了提高CDZ500型钻杆吊卡的机械强度,对其结构关键承载部位—吊臂进行优化设计,研究吊臂截面横向厚度b、吊臂截面半径R的改变对吊卡应力的影响,优化吊臂结构,并对优化后的吊卡进行有限元分析和应力贴片试验。结果表明：当b为98mm,R为81mm,吊臂的最大弯曲应力降低了4.8%,有限元、贴片试验结果验证了结构优化的合理性。计算结果为提高吊卡安全性能提供了依据,为海洋石油钻井设备的设计提供了理论基础,确保其在深海石油开采平台安全使用。     

起重机箱形伸缩臂整体稳定性分析

起重机伸缩臂由多节可轴向相对滑动的变截面箱形臂套接组成.箱形伸缩臂承受全部弯矩,而轴向力是通过搭接处的摩擦力与内置油缸共同承受,其力学模型不等同于变截面阶梯柱模型和完全由油缸承受轴力的变截面箱形臂模型.如何准确计入油缸支撑作用及搭接摩擦力的影响,对起重机箱形伸缩臂稳定性分析计算具有十分重要的意义.从挠度微分平衡方程出发,给出起重机箱形伸缩臂三种计算模型的欧拉临界力的分析推导,并着重讨论考虑油缸支撑和伸缩吊臂间搭接摩擦力协同作用的变截面箱形伸缩臂计算模型.分析结果表明,考虑油缸支撑和箱形吊臂间搭接摩擦力协同作用时吊臂的失稳临界力介于完全由油缸承受轴力的变截面箱形臂模型与变截面阶梯柱模型的失稳临界力之间.     

伸缩式吊臂在横向、轴向集中力和分布力联合作用下的挠度计算

在轮胎式起重机中伸缩式吊臂是一个重要的工作部件。工作时,吊臂的挠曲变形过大将会严重影响起重机的工作性能。因此,在臂架设计时,需计算吊臂的挠度,使其小于一定的许用值,以满足刚度的要求。另外,当存在轴向分布力和集中力时,轴向分布力和集中力对截面产生的弯矩与吊臂的挠曲变形有关。因此,要进行结构的强度计算也要求先求出吊臂的挠度。     

NK500E-Ⅲ型汽车起重机液压系统故障两例

正1.变幅角度自动变小(1)故障现象我公司1台日本加藤NK-500E-Ⅲ型汽车起重机在吊载重物作业时,只要吊臂停顿20min,电脑就会显示吊臂角度变小、作业半径增加。经观察,只要将吊臂起升到80°停顿10h,吊臂角度就减小到40°左右。该故障严重影响吊装施工,存在重大安全隐患。(2)故障排查该机变幅液压系统由变幅泵1、主溢流阀2、增压器3、溢流阀4、手动换向阀5、平衡阀6、变幅缸7、电磁阀8、压力     

简支双层叠合梁的变形计算

考虑小变形假设,利用梁挠度近似微分方程、积分方程理论和数值方法,研究简支双层光滑接触叠合梁的变形计算问题。通过上、下梁变形的协调条件,给出双层梁之间相互作用分布力系满足的第一类沃尔特拉积分方程及其精确解,直接利用上、下梁之间分布力满足的积分方程和梁挠度近似微分方程,推出上、下梁截面转角函数的解析表示式,对梁的变形和应力计算提出简明的求解方法。算例结果说明方法的可行性,其结论可为复合梁的强度设计和刚度校核提供理论参考。     

动塔机三角形截面起重臂稳定性研究

本文研究动臂塔机三角形起重臂截面稳定性的计算方法,对格构式变截面起重臂结构的设计进行了理论分析,根据起重臂在变幅平面内和回转平面内不同的受力状态,对动臂塔机的起重臂进行整体稳定性分析及计算,并得到变幅平面内和回转平面内稳定性的表达式,同时对稳定性验算公式中的轴力进行了讨论研究,为中小型动臂式塔式起重机选用合理设计三角形起重臂提供理论依据,对塔机设计人员有一定的参考意义。     

计及液压缸作用的起重机伸缩臂欧拉临界力的精确解析解

起重机伸缩臂由多节可轴向相对滑动的变截面箱形臂组成,吊臂自身只承受弯矩,轴向压力则由吊臂内部的支撑液压缸承受,因此,其力学模型不能等同于变截面的阶梯柱。本文给出了考虑液压缸支撑作用的起重机多节伸缩臂在起升平面外的欧拉临界力的精确解析解,并与忽略液压缸支撑作用的计算模型所得欧拉临界力进行比较。分析结果表明,考虑液压缸支撑作用时起重机多节伸缩臂的欧拉临界力大于不考虑液压缸支撑作用的变截面阶梯柱力学模型的欧拉临界力。因此,我国起重机设计规范中所用变截面阶梯柱力学模型计算伸缩臂之稳定性是偏安全的。     

热-力耦合作用下变截面动涡旋齿变形的研究

为了研究变截面涡旋齿的应力和应变,文章从涡旋型线方程入手,生成涡旋齿三维模型,建立气体载荷计算模型,采用试验方法测量涡旋盘各个位置的温度值,最后利用有限元软件分析,在气体载荷单独作用下和气体载荷与温度载荷耦合情况下涡旋齿的变形规律。结果表明:变截面涡旋齿在气体载荷和温度载荷作用下变形量很小,最大变形量仅为0.756μm,这位变截面涡旋齿的进一步应用提供理论支持。     

基于主轴分解法的变截面梁变形分析

针对传统变截面弹性梁大挠度变形计算方法求解过程复杂、适用性差、结果精度低等问题,基于结构刚度主轴分解法,将变截面弹性梁离散成为具有若干个6自由度弹性关节的串联机构,对结构刚度矩阵进行计算,运用机构学方法,将变形问题转化为多自由度冗余机构的约束-静力平衡问题.构建优化目标函数,基于梯度下降法,采用旋量理论方法和指数积方式简化问题的计算过程,快速获取变截面弹性梁的位形信息,迭代求解得到梁的大挠度变形结果.通过与Abaqus软件仿真结果和实验结果对比,在误差允许范围内,采用此新方法能够获得准确结果,且求解过程快速简便,适用性广.     

减震悬臂阻尼元件约束形式对滞回行为的影响

为了更好地研究变截面悬臂金属阻尼元件在减震工作状态下的滞回行为,通过能量法卡式定理计算了变截面金属阻尼元件在弹性状态下的挠度及转角等参数.基于全量理论建立了双线性强化材料的本构方程并求出阻尼弯矩的表达式.运用Ansys软件设计了三种不同的约束形式,采用相同的阻尼元件模型进行非线性计算分析.结果表明:在不同的约束形式下,对称式双悬臂阻尼元件和单体悬臂梁阻尼元件的力学性能基本吻合.双悬臂阻尼元件采用热套过盈配合约束时计算结果更趋于单体悬臂梁模型,且过盈量越大约束的效果越显著.双悬臂阻尼元件的约束部位可以设计得更紧凑、直径更小.等强度梁的设计可使多截面同时发生屈服,有利于提高阻尼器在往复荷载下的循环周数.     

大截面圆锥形超声变幅杆的设计及负载特性分析

通过瑞利近似理论假设,对大截面圆锥形变幅杆的纵向振动固有频率进行修正,得到了修正频率表达式,同时研究了负载对大截面圆锥变幅杆的放大系数和谐振频率的影响。利用有限元法对一组大截面的圆锥形变幅杆进行模态分析和负载特性研究,结果表明:修正后的结果与一维理论相比更接近有限元模拟值,其适用范围更大;随着负载直径和长度的增加系统频率将逐渐减小,而放大系数在不断增加,比较可得直径的影响较长度要更显著。研究结果对大截面的圆锥形超声变幅杆的工程计算和此类复合变幅杆的设计和实际应用提供理论依据。     

变截面构件弯曲变形的计算机计算原理

在机械等工程中，常需计算一些变截面构件的弯曲变形，而这类计算往往十分繁琐。应用本文的计算方法进行计算机计算，可以准确、迅速地计算出任意载荷作用下的变截面或等截面构件弯曲变形时各截面的转角和挠度。     

基于CAE的变幅油缸屈曲分析研究

该文首先利用形状系数法、能量计算法和变截面参数加权法得到变截面油缸失稳时的最大临界应力,然后利用CAE有限元分析软件建立了变幅油缸的三维数学模型,并设置相应的求解参数.通过理论计算结果和分析结果的对比,得到可适用于工程实践的计算公式,对今后油缸的设计和稳定性校核有很好的指导意义.